Bioteknologi Modern

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut.

A. Teknologi Reproduksi

Bara perkembangbiakan dengan alat dan prosedur tertentu untuk meningkatkan mutu individu yang lebih baik. Beberapa teknologi reproduksi antara lain :

1. Kultur jaringan, yaitu perkembangbiakan tanaman dengan menggunakan jaringan tertentu. Dengan teknik ini akan diperoleh bibit tanaman baru secara vegetatif dalam jumlah yang sangat banyak dan dalam waktu yang singkat.
2. Inseminasi buatan (kawin suntik), yaitu menyuntikan sperma hewan yang memiliki sifat-sifat unggul ke dalam saluran telur hewan betina yang akan diperbaiki sifat-sifat keturunannya.
3. Bayi tabung / Fertilisasi In Virto, yaitu bayi yang pada awal pembuahan ovum oleh sel sperma dilakukan dalam tabung di laboratorium dan selanjutnya zigot itu didewasakan di dalam rahim seorang ibu dan dilahirkan darinya.
4. Kloning, yaitu pembentukan individu-individu keturunan secara vegetatif yang mempunyai genotipe sama persis. Mamalia pertama hasil cloning adalah Dolly si anak biri-biri.

B. Radiasi

Adalah penyinaran dengan menggunakan gelombang elektromagnetik untuk memperoleh bibit unggul dengan sifat unggul yang menetap.Radiasi dapat digunakan untuk :

1. Makanan, menghambat pertunasan umbi dan menunda pematangan buah.
2. Membuat mutan dengan menggunakan sinar gamma, dimanfaatkan untuk membuat bibit unggul, seperti: padi atomita I, II, III dan IV dan kedelai muria
3. Mengendalikan jumlah serangga, caranya: serangga jantan di radiasi, menjadi jantan mandul, dilepas ke alam, terjadi perkawinan, telur tak menetas, jumlah sedikit.

C. Hidroponik dan Aeroponik

Hidroponik adalah teknik bercocok tanam dengan menggunakan media air atau pasir / krikil tanpa menggunakan tanah. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman dialirkan melalui pipa air. Tanaman dapat juga ditempatkkan diatas bak penampung nutrien dimana akar tanaman dapat menyerap nutrien dari bak nutrien. Jadi, akar tanaman selalu terendam cairan nutrien.
Aeroponik adalah teknik bercocok tanam dengan akar menggantung di udara tanpa menempel pada media apapun. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman diberikan dengan menyemprotkan air yang sudah bercampur nutrien ke akar yang menggantung, yang biasanya dilakukan secara otomatis menggunakan alat semprot yang sudah dilengkapi timer.
Keunggulan bercocok tanam secara hidroponik / aeroponik :

1. Terhindar dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari tanah
2.  Hemat pupuk karena pemberiannya diatur sesuai kebutuhan
3. Mutu sayuran atau buah yang dihasilkan lebih baik dari pada menggunakan media tanah.
4. Tidak tergantung pada tempat dan musim, seperti luas tanah dan ketinggian tempat

D. Membuat Buah Tanpa Biji

Membuat buah tanpa biji yaitu dengan menyilangkan dua tananam sejenis yang berbeda ploidi (berbeda jumlah sel kromosom), merangsang dengan bahan kimia kolkisin, asam sulfamilamid dan antibiotik streptomisin.

E. Pupuk Biologi

Pupuk biologi yaitu menggunakan mikroorganisme pengikat zat lemas (N2), seperti Rhizobium, Anabaena. Memanfaatkan mikoriza, simbiosis jamur dan akar tumbuhan biji.

F. Pengendalian Hama Hayati

a. Menggunakan hewan pemangsa (predator), misal: burung hantu untuk memakan tikus.
b. Menggunakan jamur, bakteri, virus yang merupakan parasit.

G. Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat – sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.

a. Transplantasi Inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.

b. Fusi Sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang samamaupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:

1. Sel sumber gen (sumber sifat ideal);
2. Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
3. Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).

c. Teknologi Plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:

1. Merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
2. Dapat beraplikasi diri;
3. Dapat berpindah ke sel bakteri lain;
4. Sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.

Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
d. Rekombinasi Gen
Rekombinasi Gen adalah penggabungan gen (DNA) yang berasal dari organisme yang berbeda sehingga terbentuk gen (DNA) rekombinasi. Teknologi rekombinasi dapat dimanfaatkan untuk insilun dan oranisme transgenik.

1. Membuat insulin. Insulin digunakan untuk mengobati penyakit diabetes. Untuk mendapatkan insulin yang sama dengan insulin manusia, gen pembentuk insulin dari sel pankreas manusia dimasukkan ke dalam bakteri (Eschericiacoli) sehingga bakteri mampu menghasilkan insulin manusia.
2.  Organisme transgenik, yaitu organisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain sehingga menjadi organisme baru yang sifatnya lebih baik.

H. Bidang Kedokteran

Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.

a. Pembuatan Antibodi Monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:

1. Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
2. Mengikat racun dan menonaktifkannya;
3. Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

b. Pembuatan Vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.
c. Pembuatan Antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.
d. Pembuatan Hormon
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.